friktionen mellan väg och däck

Friktionen mellan väg och däck

Mattias Hjort, VTI

Vad är friktion?

Den motståndskraft som uppkommer genom ojämnheter och adhesion mellan två material i kontakt med varandra, när en kraft anbringas på ett föremål.Skiljer mellan statisk och dynamisk friktionFriktionskoefficienten är förhållandet mellan friktionskraften och normalkraften µ=F/N

Ämnen Ytornas beskaffenhet Friktionskoefficient

Rörelse Vila

Trä mot trä torra 0,3–0,6 0,25–0,5

Trä mot trä bestrukna med torr tvål 0,15 0,36

Trä mot trä bestrukna med torr talg 0,07 0,19

Trä mot trä fuktade med vatten 0,25 0,68

Trä mot metall torra 0,42 0,60

Trä mot metall fuktade med vatten 0,24 0,65

Metall mot metall torra 0,18 0,18

Metall mot metall bestrukna med svinfett 0,09 0,10

Läder mot trä lädret något fettigt 0,30 0,47

Läder mot gjutjärn lädret något fettigt 0,23 0,28

Hamplina mot trä träytan skrovlig   0,50

Hamplina mot trä träytan polerad   0,33

Sandsten mot stål stenen finkornig, våt 0,94  

Sandsten mot smidesjärn stenen finkornig, våt 1,0  

Stål mot is   0,014 0,027

Friktionskoefficient för några ämnen

Från WikipediaKälla: Nordisk familjebok,

Uggleupplagan (1908) samt Physics Handbook (1996)

Hur mäter man friktion?

Med en dynamometer => statisk + dyn.

Engelsk pendel =>dynamisk friktion

Friktionen hos ett rullade hjul

Kontaktytans storlek gör att både statisk och dynamisk friktion förekommer.

Friktionen hos ett rullande däck

0 20 40 60 80 100

longitudinal slip (%)

frict

ion

coef

ficie

nts

locked

optim

al s

lip

max

0 20 40 60 80 100

longitudinal slip (%)

frict

ion

coef

ficie

nts

locked

optim

al s

lip

max

Bromsning Graden av hjullåsning definineras som

Slip = (vfordon – vhjul)/ vfordon

0% slip = fri rull100% slip = låst hjul

Däckfriktion är komplicerat!

0

0.1

0.20.3

0.4

0.5

0.6

0.710 20 30 40 50 60 70 80 90 100

12010

080

60

40

0-0.1 0.1-0.2 0.2-0.3 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.7

ABS braking

Locked wheelBraking

0

0.1

0.20.3

0.4

0.5

0.6

0.710 20 30 40 50 60 70 80 90 100

12010

080

60

40

0-0.1 0.1-0.2 0.2-0.3 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.7

ABS braking

Locked wheelBraking

Utöver beroende av underlaget, är

friktionen också

• Hastighetsberoende• Lastberoende• Tidsberoende

Rak bromsning: Ren styrning:

0 5 10 15 200

0.05

0.1

0.15

0.2

Avdriftvinkel [grader]

Sty

rfrik

tion

(y)

DubbdäckFriktionsdäckTerräng/allseason-däck

0 20 40 60 80 1000.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

Slip [%]

Bro

msf

riktio

n ( x)

DubbdäckFriktionsdäckTerräng/allseason-däck

Stor skillnad mellan olika däck!Från VTI notat

58-2005

VTI, SVI Vägfriktionsmätningar- en lång historia! 1950-1960 : Friktionutrustningen BV1 för kombinerade broms- och styrtester.

Idag används Saab Friction Tester

Vägverkets metodbeskrivning från 1990

• Vägfriktion ska mätas med SFT eller VTI BV11

• Mätning sker i 70 km/h med 0,5 mm vattenfilm framför hjulet

• Friktionen redovisas som medelvärden över 20-meters sträckor

• Mäthjul Trelleborg T49, dim: 4.00-8/4

• Ska årligen kontrolleras och kalibreras av VTI